基于产教融合的3D打印技术专业课程体系建设标准的创新研究

马莲芝?蓝团贲?周舟

摘要：3D打印技术通常是指基于设计对象模型的现代化增材制造技术，在实际运行中能通过物理层面的叠加技术，将具备黏合性的生物材料、金属材料及塑料等有效叠加，生成三维实体，被广泛应用到工业领域中。目前，社会对3D打印技术人才提出了更高的要求，技工院校若想培养出符合时代需求的3D打印技术人才，应及时加强产教融合，建设完善的专业课程体系，提升专业人才的创新意识和创造能力，从而为人才的全方面发展夯实基础。立足产教融合背景，研究了3D打印技术专业课程体系建设的创新路径，以供参考。

关键词：3D打印技术专业；创新路径；课程体系建设；产教融合

一、前言

随着制造行业的不断发展及信息技术的普及，3D打印技术受到了文化创意、生物医疗、航天航空以及先进制造等领域的关注与广泛应用。3D打印技术专业作为技工院校的新兴专业，是培养高素质、创新型3D打印技术人才的重要途径。当前部分院校3D打印技术专业课程体系建设尚存在许多不足之处，严重影响了教学效果及人才质量。产教融合是改革人才培养模式，提高专业教学效果的重要途径，将其引入到3D打印技术专业课程建设，能弥补传统课程教学的不足，优化人才培养方案，使学生真正符合企业用人岗位需求，适应行业发展趋势。

二、基于产教融合的3D打印技术专业课程体系建设的优势

（一）提高人才质量

在制造业飞速发展的当下，3D打印技术被称为目前全球第三次工业革命的关键引擎，不管是艺术行业、军工行业还是航空航天行业，皆涉及3D打印技术，使得社会对3D打印技术人才的需求和要求大幅度提高。但当前开设3D打印技术专业的技工院校并不多，又缺少完善的专业课程体系、人才培养方案不足等，导致人才质量很难满足企业岗位的需求。而产教融合作为推进产业、教育深度融合，提高院校人才培养质量的主要途径，有着充足的实践教育资源，且掌握着行业一线的资源信息，明确岗位的人才要求[1]。因此，立足产教融合建设3D打印技术专业课程体系，既能激起专业学生的创新意识，开拓其知识视野，也能促进技工院校的长远发展。

（二）适应时代需求

当前社会3D打印技术在工程领域的应用愈加成熟，不仅能节约制造成本，避免原材料的浪费，也能满足客户多样化、个性化的制作需求。因此，技工院校在3D打印技术专业课程体系建设中，需要着重培育人才的创造能力、实践能力，才能使其更好的适应时代需求。若想达到这一目标，技工院校可加强产教融合。3D打印技术专业人才培养模式仍有待完善，许多企业也提出市场中的3D打印技术人才十分紧缺，且不够专业，若是耗费大量质量培养专业人才，会影响企业的稳定发展，而通过与技工院校合作，为院校提供实践基地、一线资源，既能培养出符合自身需求的高素质人才，提升企业的核心竞争力，也能减少学生就业难的状况，实现双方共赢的目标。

三、3D打印技术专业课程体系建设困境

（一）师资力量薄弱

师资队伍素质及能力的高低直接影响着3D打印技术专业课程体系建设成效。目前，大部分技工院校的3D打印技术专业课程教师的理论教学能力较强，缺失实践教学经验，不了解行业人才需求及3D打印技术的实际应用，使得课程体系建设效果不佳，无法满足学生的个性化、多样化发展需求。同时，部分技工院校的3D打印技术课程教师很少接触3D打印，多数是传统机械行业的人才任职该专业教学，他们无法灵活应用专业知识对学生进行指导，导致人才培养质量持续下降。除此之外，3D打印技术作为新兴产业，部分学校对其发展前景的认知不足，缺少资金投入，造成教师队伍的培训经费及教育经费过于紧张，影响了教学活动的顺利开展。

（二）缺少实践基地

技工院校的3D打印技术专业课程有着较强的实践性特点，需要学校给予学生充足的实践机会和实习机会，使学生在实践中深化知识理解，掌握专业技能。然而，当前部分技工院校缺少与企业的合作交流，未建设实践教育基地，导致学生的实践能力无法得到较好培养，难以适应企业人才需求[2]。

（三）课程设置不合理

3D打印技术专业的综合性及实践性特征要求技工院校需重视实践教学环节，科学设置课程体系，完善人才培养方案。但就目前技工院校3D打印技术专业课程体系而言，多数院校仅将机械课程、计算机课程叠加进行3D打印教学，或在工业设计与模具设计等专业课程添加3D打印综合实训，未根据企业人才需求及学生的认知规律设置，难以提升专业人才质量及学生的专业素养。与此同时，部分技工院校没有结合3D打印技术专业特点开发校本教材和课程体系，致使人才培养和社会需求相脱节，不利于学生就业的全面发展。

四、基于产教融合的3D打印技术专业课程体系建设的创新路径

（一）打造师资队伍

在产教融合背景下，为建设完善的3D打印技术专业课程体系，技工院校需重视师资队伍的打造，不断提高教师的职业素养、教学能力，丰富其实践经验，使教育人员能结合企业用人需求设计教学环节，培养出符合时代趋势的高素质3D打印技术人才[3]。技工院校需采取“请进来、走出去”的方式建立教师团队。一方面，组织年轻骨干教师前往优秀院校、行业龙头企业进修学习，锻炼自身的专业能力，确保专业教学的高质、高效完成。同时，对3D打印技术专业课程教师进行针对性、系统性的培训，转变其落后的教育观念。另一方面，聘请企业中优秀的一线技师、工程师及3D打印技术人才来校兼职，指导学生进行实践操作，帮助学生了解具体的岗位要求，并与专业课程教师共同制定专业课程内容，设置教学内容，使专业教学知识和企业生产工艺有效对接，促进专业教学效率的提升。此外，课程体系建设的基础前提是师资队伍师德师风建设、实践能力锻炼以及教学能力的培育。为此，技工院校需帮助3D打印技术专业课程教师了解当前的3D打印市场，鼓励教师参与行业学术交流，及时了解、掌握3D打印技术的最新发展动态。也可组织课程教师前往3D打印技术的研究机构或相关企业考察、交流，明确市场人才需求和实际发展现状，主动和企业3D打印技术部门合作，共同开展科学研究，开拓专业教师视野的同时，为课程建设工作的开展夯实基础。

（二）建设实践基地

在产教融合背景下，技工院校应及时与企业合作建设3D打印技术的实践基地，加强锻炼学生的实践能力与操作能力，不断完善与优化实践教学条件、教学设备，从而实现教育资源共享的目标。首先，建立校内基地。技工院校应根据3D打印技术专业课程内容、企业生产工艺流程配置3D模型设计、3D打印机、3D扫描等实训设备，营造出愉悦又轻松的企业氛围和生产场景，使学生在实践中掌握3D打印的产品内容，了解简单产品从最初设计到最终成品的基本工序技能，保障专业课程体系建设工作的顺利开展。其次，建立校外基地。技工院校可根据3D打印专业课程的特点，主动与国家增材制造创新中心等企业进行合作，与企业共建校外实训基地，指导学生开展工业级增材制造设备的故障排查、维修保养、操作安装与调试，工业级专业三维扫描仪操作等，开拓学生的视野，进一步健全专业课程体系，强化学生的专业水平，确保学生符合企业岗位的实际需求。同时，通过建设3D打印技术专业的实践技能，能帮助学生了解、掌握3D打印设备的具体使用操作，便于学生独立承担必要性的维修任务。因此，实训基地的建设可按照分批分期的思路逐步推进，先以入门教学为主，设置能满足学生基础技能训练、专业理论知识的教学功能要求，然后结合3D打印技术专业的实际应用，打造完备的实训基地[4]。最后，将企业生产实习与3D打印技术知识充分结合，利用集中性的企业项目实训优化实践教学效果，强化学生的创新能力及创造思维，进而为学生的就业发展扎实基础。

（三）合理设置课程

在产教融合背景下，3D打印技术专业课程体系的构建需要技工院校和企业合作完成。专业课程是培养高素质人才的主要途径与关键要素，因而技工院校应以行业企业的3D打印技能人才要求为标准，以职业能力培育为导向，在对接职业岗位的基础上，坚持3D打印技术的有效应用能力培养，采取宽专业、重基础的形式，构建专业基础课、公共基础课、职业技能证书课程、专业核心课充分结合的课程体系，并开设三维检测、逆向工程、3D打印优化设计与仿真、3D打印工艺、智能检测系统、3D打印设备的维护与安装等专业课程，以及3D打印特种加工技术实训、数控加工实训、技术实训、增材制造设备维修和保障等实践课程，全面提高学生的专业素养和职业能力，使其更好的契合企业人才需求。

3D打印技术专业课程体系在建设中，需重视培育学生使用CAE、CAM、CAD等应用软件的能力，使其能掌握相关的制造操作技能及模具设计能力，成为符合制造与生产管理、模具设计的高技能人才。为此，3D打印技术课程体系的构建思路是先调查研究3D打印技术在行业企业的具体使用状况、实际需求，分析与研究出就业岗位群的技能要求，然后整理、归纳、总结岗位的典型工作任务，明确和工作岗位任务需求对应的专业能力、职业能力，再根据学生的职业成长规律、认知规律开发课程，从而形成以职业能力培育为导向的课程体系。

（四）完善人才培养

为有序建设3D打印技术专业课程体系，需基于产教融合背景构建人才培养目标，不断完善与优化人才培养模式，保障教学活动的顺利开展。

3D打印技术专业涉及计算机技术、机械工程、材料科学和增材制造等不同的学科领域，有着极强的实践性与综合性，若想培养符合企业需求的3D打印技术人才，应坚持实践为主、理论辅助的课程体系建设思路，着重锻炼学生在成型工艺、3D设计、增材制造等方面的动手操作能力，并与企业共同编写人才培养方案，适当变革人才评价制度，从而达到预期的人才培养目标。

技工院校应结合自身特点、3D打印技术专业教学情况，及时深化产教融合和赛教融合，打造课堂教学、技能大赛、校企双实训的人才培养模式，确保专业课程体系的顺利进行[5]。第一，课堂教学。3D打印技术课程教师要创新教学手段，借助互联网平台构建混合式教学课堂。3D打印技术专业的知识较为晦涩难懂，因而教师可利用微课与慕课等形式将学习任务通过教学平台分发给学生，要求学生按照任务自主查阅学习资料，研究专业内容；在正式教学环节，教师还可灵活应用多媒体设备教学，加强与学生的互动交流，增强学生的学习热情，使学生能主动学、愿意学，发挥学生的主体地位。第二，技能大赛。技能大赛的开展能直观呈现出当前行业对3D打印技术人才的职业技能要求，因而技工院校应与企业联手开展技工大赛，引导学生参与CAD机械设计和3D打印增材制造等项目大赛，在比赛准备环节，学生能自主学习，并主动向教师请教，巩固自身的知识体系，增强就业自信心，培养学生的创新意识及探索精神，进一步提高人才质量。第三，校企双实训。在3D打印技术专业课程体系建设中，需要注重校企合作与产教融合，适当引入企业资源充实专业教学内容，借助学校现有的人才资源参加企业的设计工作和生产工作，并采取项目教学法，指导学生完成企业的真实项目。该种人才培养模式能保障课程体系建设的顺利开展，能提高学生的学习能力及学习动力，达到预期的专业教学目标。

五、结语

综上所述，基于产教融合建设3D打印技术专业课程体系，是专业教学改革的重点，更是提升人才质量的关键途径。技工院校应加强重视产教融合，主动与企业合作打造双师型的3D打印技术专业教师团队，建设完善的实践教学基地，着重锻炼学生的动手能力和创新能力，科学设计课程内容，不断优化人才培养模式，拓展教育教学渠道，进而为培养符合企业岗位需求，符合时代需求的3D打印技术人才夯实基础。

参考文献

[1]卢尚文，何忆斌，龚艳丽，等.校企合作共建3D打印学院，促进技术技能型人才培养[J].现代职业教育，2019（22）：152-153.

[2]羊炳光.基于现代学徒制的高职3D打印技术专业课程体系研究[J].数字化用户，2022，28（10）：248-250.

[3]钟锋良，袁军，朱晓亮.3D打印专业培养产教融合创新创业人才的有关研究[J].现代职业教育，2019（21）：36-37.

[4]柴彩果，梁海利，刘颖.浅析技工院校3D打印技术应用专业人才培养困境及解决对策[J].职业，2022（10）：47-50.

[5]邓远华.关于3D打印技术专业现代学徒制的现状分析及对策研究[J].求知导刊，2017（21）：62-63.

基金项目：2020年自治区级第二批高技能人才培训基地建设项目“内涵建设项目”项目编号：NNZC2022-J3-991993-JGJD

作者单位：广西南宁技师学院